JP2006101302A

JP2006101302A - コンデンサマイクロホン

Info

Publication number: JP2006101302A
Application number: JP2004286218A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Akino; 裕秋野
Original assignee: Audio Technica KK
Current assignee: Audio Technica KK
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2024-09-30
Also published as: JP4585825B2

Abstract

【課題】高域での指向周波数応答を損なうことなく、過大信号入力時におけるインピーダンス変換器の出力歪みを低減するため、インピーダンス変換器から平衡出力が得られるようにする。
【解決手段】振動板１０の振動によって変化する静電容量を固定極２０に接続されるインピーダンス変換器を介して音声信号として出力するコンデンサマイクロホンにおいて、固定極２０として振動板１０に対する対向面積が同一で、かつ、振動板１０に対して等距離に配置される第１および第２の固定極２１，２２を用い、その各々にインピーダンス変換器３１，３２を接続するとともに、第１の固定極２１と第２の固定極２２とに逆極性の成極電圧を加える。
【選択図】図１

Description

本発明は、対向的に配置される振動板と固定極とを含むコンデンサマイクロホンに関し、さらに詳しく言えば、固定極に接続されるインピーダンス変換器から平衡出力を得る技術に関するものである。

コンデンサマイクロホンは出力レベルが小さく、長いマイクケーブルで伝送されることから平衡出力で伝送される。そのため、マイクケーブルには、通常、２芯シールドケーブルが用いられる。また、コンデンサマイクロホンでは、振動板と固定極とを対向的に配置してなるコンデンサエレメントの直後にインピーダンス変換器が接続される。

通常、インピーダンス変換器には、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）や真空管が用いられるが、インピーダンス変換器の出力は不平衡である。また、インピーダンス変換器は大きな信号が入力された場合、その出力に歪みを発生やすい。

コンデンサマイクロホンの出力を平衡出力とする方法としては、インピーダンス変換器の後段に信号用トランスを接続して平衡出力を得る方法と、インピーダンス変換器の後段に増幅度が１の反転増幅器を接続して逆相信号を作って平衡出力とする方法とが知られている。

しかしながら、いずれの方法によるにしても、上記したようにインピーダンス変換器は大きな信号が入力された場合、その出力に歪みを発生やすいという問題がある。この歪み成分は偶数次歪、とりわけ２次歪みが多い。

この点を改善するため、非特許文献１に記載されているようにコンプリメンタリの電界効果トランジスタを用いる方法があるが、入力容量が大きいため、入力容量による感度の損失が問題となる。

また、振動板の前後にそれぞれ固定極を配置し、その各固定極に電界効果トランジスタをプッシュプル型に接続する方法がある（例えば、非特許文献２参照）。この方法によれば、上記歪みを効果的に低減させることができるが、振動板の前面（音源側）にも固定極が配置されることから、高域での指向周波数応答が損なわれる、という問題がある。

中村仁一郎著「コンデンサ型マイクロホンの電気回路（その２）」放送技術，昭和５７年８月号Ｐ７５９〜７６３溝口章夫著「指向性コンデンサマイクロホンの設計に関する研究」

したがって、本発明の課題は、振動板と固定極とを対向的に配置してなるコンデンサエレメントを備え、固定極に接続されるインピーダンス変換器を介して音声信号を得るコンデンサマイクロホンにおいて、高域での指向周波数応答を損なうことなく、過大信号入力時におけるインピーダンス変換器の出力歪みを低減することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、振動板と固定極とが空隙を介して対向的に配置され、上記固定極に所定の成極電圧が加えられ、上記振動板の振動によって変化する静電容量が上記固定極に接続されるインピーダンス変換器を介して音声信号として出力されるコンデンサマイクロホンにおいて、上記固定極には、上記振動板に対する対向面積が同一で、かつ、上記振動板に対して等距離に配置される第１および第２の２つの固定極が含まれ、その各々に上記インピーダンス変換器が接続されるとともに、上記第１の固定極と上記第２の固定極とに逆極性の成極電圧が加えられることを特徴としている。

本発明の好ましい態様によれば、上記第１および第２の各固定極は、円板状の固定極をその直径線に沿って２等分割することにより形成される。

本発明によれば、同じ面積の第１および第２の固定極が振動板に対して等距離に配置されるとともに、それら各固定極には互いに逆極性の成極電圧が加えられるため、振動板の変位によって例えば第１固定極側のインピーダンス変換器からは正相の信号が出力されるのに対して、第２固定極側のインピーダンス変換器からは逆相の信号が出力される。これにより、インピーダンス変換器の歪みの主成分である２次歪みが相殺され、特に過大信号入力時におけるインピーダンス変換器の出力歪みを大幅に低減することができる。

また、上記従来技術の欄で説明したプッシュプル型のように、振動板の前面側（音源側）に固定極を配置する必要がないため、高域での指向周波数応答が損なわれることもなく、高音質のコンデンサマイクロホンが提供される。

次に、図１および図２により、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は本発明によるコンデンサマイクロホンの要部を示す模式図で、図２は固定極を示す正面図である。

図１に示すように、このコンデンサマイクロホンは、振動板１０と固定極２０とを図示しないスペーサを介して対向的に配置したコンデンサエレメントを備えている。指向性は単一指向性，無指向性のいずれであってもよい。

振動板１０には例えば金属蒸着膜を有する合成樹脂フィルムが用いられ、支持リング１１に所定の張力をもって張設される。振動板１０は支持リング１１を介して接地としての図示しないマイクロホンケースと導通される。

本発明において、固定極２０には第１および第２の２つの固定極２１，２２が含まれている。固定極２１，２２の振動板１０に対する対向面積は同一であり、かつ、ともに振動板１０に対して等距離に配置される。

固定極２１，２２には成極電圧が加えられるが、この例においては、第１固定極２１には成極電源Ｅ１からプラスの成極電圧が加えられ、第２固定極２２には成極電源Ｅ２からマイナスの成極電圧が加えられる。すなわち、第１固定極２１と第２固定極２２には互いに逆極性の成極電圧（絶対値としての電圧値は同一）が印加される。

なお、図１には２つの成極電源Ｅ１，Ｅ２が示されているが、別の例として、一つの直流電源のプラス側を第１固定極２１に接続し、マイナス側を第２固定極２２に接続するようにしてもよい。また、各固定極２１，２２の成極電圧をファントム（Ｐｈａｎｔｏｍ）電源から得ることもできる。

固定極２１，２２には、それぞれインピーダンス変換器が接続される。すなわち、第１固定極２１にはコンデンサ３１ａを介して第１インピーダンス変換器３１が接続され、また、第２固定極２２にはコンデンサ３２ａを介して第２インピーダンス変換器３２が接続される。

インピーダンス変換器３１，３２は、特性が揃っていれば電界効果トランジスタもしくは真空管のいずれであってもよいが、通常の機種では、電界効果トランジスタが用いられる。コンデンサ３１ａ，３２ａは成極電源からインピーダンス変換器に直流電流が流れ込まないようにするための直流阻止用コンデンサである。

この構成によれば、振動板１１が振動することによる静電容量変化がインピーダンス変換器３１，３２から音声信号として出力されるが、第１固定極２１にはプラスの成極電圧が加えられ、第２固定極２２にはマイナスの成極電圧が加えられているため、第１インピーダンス変換器３１からは正相の信号が出力され、第２インピーダンス変換器３２からは逆相の信号が出力される。

すなわち、平衡出が得られることにより、インピーダンス変換器の歪みの主成分である２次歪みが相殺され、特に過大信号入力時におけるインピーダンス変換器の出力歪みを大幅に低減することができる。また、上記従来例として説明したプッシュプル型のように、振動板の前面側（音源側）に固定極を配置する必要がないため、高域での指向周波数応答が損なわれることもない。

本発明において、固定極２１，２２は、図２に示すように円板状に形成された固定極２０をその直径線に沿って２等分割して得ることが好ましい。図２の例において、固定極２０は回路基板上で銅箔パターンにより互いに電気的に絶縁された２つの固定極２１，２２を含むように形成され、これによれば大きさが実質的に同一である固定極２１，２２を得ることができる。

また、固定極２１，２２に引出端子２１ａ，２２ａを一体に形成することにより、各インピーダンス変換器３１，３２のリード線を引出端子２１ａ，２２ａにはんだ付けするだけでよく、従来の固定極引き出し用の電極ロッドなどが不要となり、部品点数の削減と組立作業性の改善が図れる。

なお、図２に示す固定極２０は単一指向性用のもので、回路基板には図示しない後部音響端子からの音波を振動板１１の裏面側に伝えるための多数の音孔２０ａが穿設されているが、この音孔２０ａについても固定極２１，２２とに均等に配置されていることが好ましい。

本発明によるコンデンサマイクロホンの要部を示す模式図。本発明において好ましく採用される固定極示す正面図。

符号の説明

１０振動板
２０固定極
２１第１の固定極
２２第２の固定極
３１第１のインピーダンス変換器
３２第２のインピーダンス変換器
Ｅ１，Ｅ２成極電源

Claims

振動板と固定極とが空隙を介して対向的に配置され、上記固定極に所定の成極電圧が加えられ、上記振動板の振動によって変化する静電容量が上記固定極に接続されるインピーダンス変換器を介して音声信号として出力されるコンデンサマイクロホンにおいて、
上記固定極には、上記振動板に対する対向面積が同一で、かつ、上記振動板に対して等距離に配置される第１および第２の２つの固定極が含まれ、その各々に上記インピーダンス変換器が接続されるとともに、上記第１の固定極と上記第２の固定極とに逆極性の成極電圧が加えられることを特徴とするコンデンサマイクロホン。
上記第１および第２の各固定極は、円板状の固定極をその直径線に沿って２等分割することにより形成される請求項１に記載のコンデンサマイクロホン。